物质跨膜运输
细胞生物学 名词解释 第五章 物质的跨膜运输
维持细胞内较低的Ca2+浓度
钙泵作用机制
原理与钠钾泵相似，Ca2+泵含有10个α螺旋，Ca2+泵处于非磷酸化状态时，2个α螺旋中断形成胞质侧结合2个Ca2+的空穴，ATP在胞质侧与其结合位点结合，水解使相邻结构域Asp磷酸化，导致跨膜螺旋重排，破坏了Ca2+结合位点并释放Ca2+到膜的另一侧。每分解一个ATP，泵出2个Ca2+，将Ca2+输出细胞或泵入内质网腔中储存起来
膜转运蛋白分为两类：载体蛋白和通道蛋白
载体蛋白
多次跨膜蛋白，能与特定的溶质分子结合，通过改变构象介导跨膜转运，有专一性，介导被动运输，也可以介导主动运输
通道蛋白
3种类型：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白
形成选择性和门控性跨膜通道。
离子通道
亲水性跨膜通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过
离子通道的特征：转运速率高，没有饱和值，并非连续性开放而是门控（可开/关控制其活性）、选择性。
胞吐作用
exocytosis
细胞内合成的生物分子（蛋白质和脂质等）和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合，将内容物释放到细胞表面或胞外的过程。分为组成型和调节性胞吐途径
胞吞作用
endocytosis
通过质膜内陷形成膜泡，将细胞外或细胞质膜表面的物质包裹到膜泡内并转运到细胞内以维持细胞正常的代谢活动。（胞饮和吞噬作用）。
细胞生物学
第五章物质的跨膜运输
简单扩散、被动运输（协助扩散）、主动运输、胞吞胞吐中文英Fra bibliotek/备注解释
被动运输
指溶质顺着电化学梯度或浓度梯度，在膜转运蛋白协助下的跨膜转运方式，又叫协助扩散。不需要能量。
简单扩散
小分子的热运动使分子以扩散的方式，从膜的一侧沿浓度梯度降低的方向进入另一侧，也叫自由扩散(无需能量和转运蛋白协助)
细胞生物学 第五章 物质的跨膜运输
离子通道的三种类型
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电压门控离子通道：铰链细胞失水 原理：含羞草的叶柄基部和复叶基部,都有一个膨大部分,叫作 叶枕。叶枕细胞 （铰链细胞）受刺激时，其膜钙离子门控通 道打开，钙内流，产生AP，致使铰链细胞的液泡快速失水而 失去膨压，从而叶枕就变得瘫软,小羽片失去叶枕的支持,依次 地合拢起来。
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应力激活的离子通道：2X1013N，0.04nm
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❖ 2、通道蛋白 ❖ 离子通道的特征： ❖ （1）具有极高的转运速率 ❖ 比载体转运速率高1000倍以上；带电离子
的跨膜转运动力来自跨膜电化学梯度。 ❖ （2）离子通道没有饱和值 ❖ 离子浓度增大，通过率也随之增大。 ❖ （3）离子通道是门控的，并非连续开放 ❖ 离子通道的开与闭编辑p受pt 控于适当的细胞信号。
❖ Couple uphill transport to the hydrolysis of ATP.
❖ Mainly in bacteria, couple uphill transport to an input of
energy from light.
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第二节 离子泵和协同转运 ❖ ATP 驱动泵分类：
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水分子 通过水孔蛋白
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第一节 膜转动蛋白与物质的跨膜运输
❖ 二、物质的跨膜运输 ❖ (一)被动运输 ❖ 2、协助扩散 ❖ 各种极性分子和无机离子，以及细
胞代谢产物等顺其浓度梯度或电化学 梯度跨膜转运，无需细胞提供能量， 但需膜转运蛋白“协助”。
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葡萄糖载体蛋白家族
❖ 人类基因组编码12种与糖转运相关的载体 蛋白GLUT1～GLUT12，构成GLUT。
跨膜运输方式
1. 能 通 过 脂 双 层 的 物质有：
气体、水和脂溶性
甘油
小分子物质
乙醇
氨基酸 葡萄糖 核苷酸
2. 不 能 通 过 脂 双 层 的物质有：
H+、Na+、
氨基酸、葡萄糖等
K+、Ca2+
较大的有机分子和
、 HCO3-
带电荷的离子
合成的脂双层
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6
3.为什么小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖？
对比
4. 水 解 酶 最 适
pH≈5.0 ， 细 胞 质
基质pH ≈ 7.0，
那么H+进入溶酶体
的方式是 __主__动__运__输__。
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25
练一练：如图是某组织细胞部分结构及生
理过程的示意图。请据图回答：
5. 图 中 过 程 ⑥ → ⑨ 说明溶酶体具有 分解__衰__老__、__损__伤__细__胞__器 的功能；分解产物 通过_胞__吐__方式排出 细胞，这都依赖于 生物膜的_流__动__性__。
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19
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吞 3.举例
精选ppt
20
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐
1.概念：与胞吞作用相反，将细胞内的分 泌泡或其他某些膜泡中的物质通过细胞膜 运出细胞的过程。
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21
一、物质跨膜运输的方式
（四）胞吐 2.特点：
①运输大分子与颗粒性物质，如分泌蛋白
②；消耗细胞代谢产生的能量
第4章 细胞的物质输入
和输出
第3节 物质跨膜运输的
方式
二部生物组 精选ppt
知识回顾
（一）物质跨膜运输方式
高一生物必修物质跨膜运输的方式
呼吸作用
01
细胞通过呼吸作用产生二氧化碳和水，这些代谢产物通过细胞
膜上的通道蛋白进行跨膜运输，排出体外。
排泄系统
02
人体通过肾脏、皮肤等排泄系统，将代谢废物如尿素、尿酸等
排出体外，维持内环境稳定。
腺体分泌
03
一些细胞通过分泌腺体，将代谢废物以汗液、泪液等形式排出
体外。
信号传导过程中物质跨膜运
受体介导的内吞作用
03
主动运输
钠钾泵工作原理
钠钾泵是一种蛋白质分子，具有ATP 酶活性，能够利用ATP水解释放的能 量驱动钠离子和钾离子的逆浓度梯度 跨膜运输。
钠钾泵的工作对于维持细胞的渗透压 、电势和pH值等生理参数具有重要意 义。
在静息状态下，钠钾泵通过消耗ATP 将3个钠离子从细胞内泵出到细胞外 ，同时将2个钾离子从细胞外泵入到 细胞内，从而维持细胞内外钠、钾离 子的浓度差。
细胞表面的受体与信号分子结合后，引发细胞膜内陷形成囊泡， 将信号分子吞入细胞内，启动信号传导过程。
离子通道
细胞膜上的离子通道在特定刺激下开放或关闭，允许离子顺浓度 梯度跨膜运输，从而传递信号。
G蛋白偶联受体
信号分子与G蛋白偶联受体结合后，激活G蛋白并引发一系列酶 促反应，实现信号的跨膜传递。
THANKS
04
胞吞和胞吐作用
胞吞过程及机制
胞吞的定义
细胞通过细胞膜内陷形成囊泡，将大分 子物质或颗粒包裹并吞入细胞内的过程 。
胞吞的类型
根据吞入物质的不同，胞吞可分为吞噬 作用和胞饮作用。
吞噬作用的过程
细胞膜内陷包裹颗粒物质，形成吞噬泡 ，吞噬泡与细胞质融合，颗粒物质进入 细胞质。
胞饮作用的过程
细胞膜内陷包裹液体环境，形成胞饮泡 ，胞饮泡与细胞质融合，液体环境中的 物质进入细胞质。
第 章 物质的跨膜运输
§4.1物质的跨膜运输概述一、细胞内外离子浓度差异1.现象：细胞内外离子浓度的差异性离子类型细胞内浓度（mmol/L）细胞外浓度（mmol/L）Na＋低高K＋高低Ca2＋低高Cl－低高2.原因（1）脂双层的不透性除脂溶性分子与不带电的小分子外，脂双层对离子和绝大多数分子而言都是高度不透的，这些物质的跨膜运输需要膜转运蛋白参与。
（2）膜转运蛋白的活性膜转运蛋白包括：载体蛋白、通道蛋白二、载体蛋白1.载体蛋白的概念载体蛋白是指一类普遍存在的多次跨膜蛋白，又称通透酶。
通过与底物的特异性结合而改变构象，从而介导该物质跨膜运输。
2.载体蛋白的特点载体蛋白既可以参与被动运输，又可以参与主动运输。
其作用特点与酶类似，具有特异性与饱和性，不同之处在于载体蛋白不对底物进行共价修饰。
三、通道蛋白1.通道蛋白的概念通道蛋白是指一类普遍存在的多次跨膜蛋白。
其多次跨膜结构域可以构成亲水性通道，从而介导大小适合的分子或离子以被动运输的方式跨膜运输。
2.通道蛋白的特点通道蛋白只参与被动运输，其能量来源于膜内外物质的浓度梯度或电化学梯度。
3.通道蛋白的分类：离子通道、孔蛋白、水孔蛋白（1）离子通道离子通道是指，能够对离子进行选择性跨膜运输的跨膜蛋白，其能量源于膜内外离子的浓度梯度或电化学梯度。
离子通道决定生物膜对离子的通透性，并与离子泵一起，调节膜内外的离子浓度。
离子通道的特点：高效性、选择性（门控系统）、无饱和性①电压门控通道：通过膜电位的改变而激活或关闭，从而调控离子的跨膜运输。
如：含羞草叶子的闭合。
外界应力刺激含羞草感觉细胞，从而引起感觉细胞表面应力激活通道开启，导致膜电位发生改变。
进而导致电压门控通道开启，产生电信号。
电信号作用于叶片基部的特化细胞令其失水，导致叶片闭合。
②配体门控通道：通过与细胞内或细胞外的配体特异性结合改变构象而激活或关闭，从而调控离子的跨膜运输。
如：神经突触中的乙酰胆碱的释放与接收。
③应力激活通道：通过感受应力来改变构象而激活或关闭，从而调控离子的跨膜运输。
高中生物必修一第四章第三节物质跨膜运输的方式
第三节物质跨膜运输的方式1、被动运输：物质进入细胞顺浓度梯度的扩散①自由扩散：物质通过简单的扩散作用进入细胞，叫自由扩散。
②协助扩散：进入细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散。
自由扩散与协助扩散的比较不消耗H不消耗2、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，通式还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
无机盐、糖、【习题一】下列关于物质进出细胞的叙述中正确的是（）A．哺乳动物的成熟红细胞可通过无氧呼吸为主动运输提供能量B．细胞膜的选择透过性是指小分子物质全都能通过而大分子物质都不能通过C．红细胞中能贮存大量氧气分子，故氧气分子进入红细胞为主动运输D．哺乳动物神经细胞通过协助扩散的方式吸收钾离子如图为不同物质跨膜运输示意图，下列相关叙述正确的是（）向膜内转运，由高浓度向低浓度，属于协助扩散；④由膜内向膜外转运，由低浓度向高浓度转运，属于主动运输。
据此作答。
【解答】解：A、物质通过方式①进入细胞是自由扩散，自由扩散也可体现生物膜的选择透过性，并非所有的小分子微粒都可以自由扩散方式出入细胞膜，A错误；B、神经元产生兴奋的生理基础是K+外流，A错误；C、葡萄糖进入红细胞是协助扩散，B正确；D、大分子运输是胞吞或胞吐，④是主动运输，D错误。
故选：C。
【习题三】正常人体血浆中K+浓度低于红细胞内K+浓度，成熟红细胞（无线粒体）从02浓度高的血浆流入02浓度低的血浆，在其它化学成分和理化性质相对稳定的条件下，氧气浓度变化对其吸收K+和葡萄糖速率变化的影响分别是（）A．吸收K+的速率不变，吸收葡萄糖的速率不变B．吸收K+的速率降低，吸收葡萄糖的速率降低C．吸收K+的速率升高，吸收葡萄糖的速率升髙D．吸收K+的速率降低，吸收葡萄糖的速率升高【分析】红细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输，需要载体和能量，氧气等气体分子的跨膜运输是自由扩散，顺浓度梯度进行，不需要载体和能量，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，需要载体不消耗能量。
物质跨膜运输方式
物质跨膜运输方式
物质跨膜运输是一种将物质穿越细胞膜的过程，使内质网壁外的物质能向生物细胞内
外流动，从而起到调节细胞内外环境的温度、p H 值、营养物等的作用。
物质跨膜运输方
式包括三种，分别是催化蛋白质载体介导的跨膜运输，水通道跨膜运输及穿孔膜跨膜运输。
催化蛋白质载体介导的跨膜运输是指有特殊分子蛋白质扮演中介，调节由细胞内向细
胞外的物质流动，蛋白质载体有输运载体、旻状共轭依赖载体、不可逆连取载体和ATP 抑制载体等，它们在细胞膜表面上构成一种催化蛋白质膜结构，并紧密合作，以达到调节细
胞营养物及其他物质流动的效果。
水通道跨膜运输是指水分子经跨膜水通道的运输方式，这种通道具有活性结构，能够
直接通过一定的水压差，向嵌入或与膜表面相连的细胞内外传递体液，从而达到调节细胞
内外浓度平衡，控制细胞环境的目的。
穿孔膜跨膜运输指的是通过穿孔膜的跨膜运输方式，此类膜由许多可穿透的小孔构成，这些孔就像一个滤网一样，可以吸收凝固物质和粒子，游离的大分子物质却会随着水的流
动而通过膜的小孔滤入细胞内或细胞外。
物质跨膜运输的方式是多种多样的，只有通过这些跨膜运输方式才能保持细胞外外界
环境和细胞内环境的平衡，从而使生物体能够正常运行和存在。
细胞生物学 第四章物质的跨膜运输
一、膜转运蛋白
• 载体蛋白的特点：4个 s 每种载体蛋白对底物都具
有高度选择性，通常只转 运一种类型的分子； s 转运过程具有饱和动力学 特征； s 可被溶质类似物竞争性地 抑制，并可被某种抑制剂 非竞争性抑制； s 对pH有依赖性。
一、膜转运蛋白
（二）通道蛋白及其功能 • 通道蛋白（channel protein）：
§3 胞吞作用与胞吐作用
（二、胞吞作用与细胞信号转导） 三、胞吐作用 • 胞吐作用（exocytosis）：细胞内合
成的生物大分子（蛋白质、脂质等） 和代谢物，先由膜包围成膜泡，膜 泡与质膜融合，而将内含物分泌到 细胞表面或细胞外的过程。 s 组成型胞吐途径：所有真核细胞都 存在的从高尔基体反面管网结构分 泌的膜泡向质膜流动并与之融合的 稳定过程。 s 调节型胞吐途径：分泌细胞产生的 分泌物（如激素、酶等）储存在分 泌泡内，当受到细胞外信号刺激时， 分泌泡与质膜融合并将内含物释放 出去的过程。
1、葡萄糖转运蛋白：是一种载体蛋白，通过构象改变 完成葡萄糖的协助扩散；由高至低跨膜转运。
协助扩散
二、小分子物质的跨膜运输类型
2、水孔蛋白：水分子的跨膜通道 • 水分子：不带电荷但具有极性。
可以通过简单扩散——缓慢跨 膜转运； • 还可以通过水孔蛋白（为一种 通道蛋白）——快速跨膜转运。 • 如唾液和眼泪的形成、肾小管 对水的重吸收等，水分子必须 借助质膜上大量的水孔蛋白实 现快速跨膜转运。
二、小分子物质的跨膜运输类型
• 水孔蛋白（aquaporin，AQP）：为内在膜蛋白，分子 量为28KD。由4个亚基组成，每个亚基又都由6个跨 膜α螺旋组成。每个亚基单独形成一个供水分子运动 的中央孔，孔的直径约0.28nm（稍大于水分子的直 径），孔长2nm。
4.3物质跨膜运输的方式
尝试在下面几幅坐标图中画出物质 进出细胞不同方式的曲线图
运 输 速 率
浓度差
自由扩散
运 输 速 率
浓Hale Waihona Puke 差协助扩散运 输 速 率
能量
主动运输
载体有专一性且数量有限, 在协助扩散和主 动运输中,载体具有“饱和效应”
三、生物大分子的跨膜运输方式
1。胞吐
2。胞吞
胞吞
人体的白细胞吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红 细胞，都属于细胞的胞吞作用，对于人体起了免疫保 护的作用。
二、主动运输
（1）条件：从低浓度向高浓度一侧运转，需要 载体蛋白协助，同时需要消耗细胞内化学反应所 放出的能量 （2）特点：需要能量、需要载体蛋白（选择
性）、从低到高。
（3）例如：离子、葡萄糖、氨基酸
注意：载体种类和数量决定选择性，能量决定运
转速率
对比 比较三种物质运输方式的异同：
项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输
胞 吐
合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图
大分子运输特点：
1 运输形式：胞吞和胞吐 2 运输方向：与浓度无关 3 有无载体：不需要，细胞膜和囊泡 4 是否需要能量：需要，由ATP供能
大分子出入细胞的方式总结
大分子和颗粒性物质通过胞吞进入细胞， 通过胞吐向外分泌物质。
都需要能量，不需载体, 以小泡的形式进行
再厉！
4.如图所示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的 两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误 的是（ ）
A．若图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ B．细胞的识别与②有关 C．适当提高温度将加快②和③的流动速度 D．图中b过程属于被动运输，a过程经过的结构是载
体蛋白
必修一 第四章 第三节 物质跨膜运输的方式
大分子的运输
①内吞作用=胞吞
胞吞：当细胞摄取
大分子时，首先是大 分子附着在细胞膜的 表面，这部分细胞膜 内陷形成小囊，包围 着大分子。然后小囊 从细胞膜上分离下来， 形成囊泡，进入细胞 内部。
②外排作用 ＝ 胞吐
• 胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊 泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分 子排除细胞。
2.方式： 自由扩散、协助扩散
思考：什么是扩散？
一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域
的过程，称为扩散。
自由扩散
概念：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由 扩散。
注：物质通过磷脂分子之间的间隙进出细胞
细胞膜
自 由 扩 散
自由扩散
特征：顺浓度梯度，不需要能量，不需要载体。 比方：球往低处滚
二1.、影影响响物物质质跨跨膜膜运运输输的的因素因及素模及型模构型建 构建
（1）物质浓度：
自由扩散 协助扩散或主动运输 主动运输
（2）氧气浓度：
自由扩散或协助扩散
（3）温度：
主动运输
可影响 生物膜的流动性 和 酶的活性 ，因而会 影响物质跨膜运输的速率。
例1. (2014·安徽卷，2)下图为氨基酸和Na＋进出肾
细 胞 内 浓 度
细胞外浓度
时间
主动运输
主动运输方向
高浓度→低浓度 等浓度→等浓度 低浓度→高浓度
不一定，主动运输是一个主动选择吸收的 过程，物质的进出取决于细胞生命活动的 需要，而非浓度差。
主动运输的意义：
细胞膜的主动运输是活细胞的特性，它保证 了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸 收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞 有害的物质。
影响因素： 细胞内外物质的浓度差
高一生物物质跨膜运输的方式
输。
氧气、水、二氧化碳等通过细胞膜
2、协助扩散： 被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
比较三种物质运输方式的异同：
胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。
特征： 胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；
氧气、水、二氧化碳等通过细胞膜 葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮胞。
氧气、水、二氧化碳等通过细胞膜
胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。
氧气、水、二氧化碳等通过细胞膜
胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。
2. 需要载体参与 一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。
葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；
一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
浓度差
时间
思考！
上面几幅坐标图中所表示的分别 是哪种物质运输方式？为什么？
再见
胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从 细胞外进入细胞内的过程。（如果进入的是固 态物质，称为吞噬；如果进入的是液态物质， 称为胞饮。）
胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞 内排到细胞外的过程。
运
输
运 输 速 率
运 输 速 率
速 率
浓度差 运 输 速 率
耗氧量
浓度差
细 胞 内 浓 度
（细胞外浓度）
一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。
第五讲 物质的跨膜运输
● 消耗能量 主动运输是消耗代谢能的运输方式，有三种不同 的直接能量来源（表3-7） 能量来源： ①协同运输中的离子梯度动力(次级主动运输）； ② ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量（初级主动运输）； ③光驱动的泵利用光能运输物质，见于细菌。
表3-7 主动运输中能量来源
载体蛋白 直接能源 Na+-K+泵 细菌视紫红质 磷酸化运输蛋白 间接能源 Na+、葡萄糖泵协同运输蛋白 F1-F0 ATPase Na+、葡萄糖同时进入细胞 H+质子运输， Na+离子梯度 H+质子梯度驱动 Na+的输出和K+的输入 H+从细胞中主动输出 细菌对葡萄糖的运输 ATP 光能 磷酸烯醇式丙酮酸 功能 能量来源
图中用较大号字母表示溶液的高浓度。 (a)通过脂双层的简单扩散；(b)通过膜
整合蛋白形成的水性通道进行的被动运
输;(c)通过同膜蛋白的结合进行的帮助 扩散，也同(a)和(b)一样，只能从高浓
度向低浓度运输;(d) 通过载体介导的
主动运输，这种载体主要是酶，能够催
图3-47 物质跨膜运输的二种基本机制
一）、被动运输(passive transport)
■ 扩散与渗透
细胞质膜具有两个基本的特性∶允许小分子物质通过扩散穿 过细胞质膜，也可以让水通过渗透进出细胞质膜。但是扩散 和渗透是两个不同的概念(图3-51)。 ● 扩散(diffusion)是指物质沿着浓度梯度从半透性膜浓度高 的一侧向低浓度一侧移动的过程，通常把这种过程称为简单
为什么所有带电荷的分子(离子)，不管它多小， 都不能自 由扩散?
2、协助扩散
促进扩散是指非脂溶性物质或亲水性物质， 如氨基酸、糖和 金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电 化学浓度梯度， 不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。促进 扩散同样不需要消耗能量，并且也是从高浓度向低浓度进行。 促进扩散同简单扩散相比，具有以下一些特点∶ ● 促进扩散的速度要快几个数量级。 ● 具有饱和性: 当溶质的跨膜浓度差
物质的跨膜运输
物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一。
物质的跨膜运输主要分为四大类：自由扩散，被动运输，主动运输以及膜泡运输。
自由扩散又称简单扩散，指物质直接通过脂双层的物质跨膜运输。
特点是：顺浓度梯度（双向运输最终表现为顺浓度梯度运输）；不需要能量；不需要膜蛋白的参与。
通过这种方式运输的物质主要是一些气体以及脂溶性小分子，如氧气，氮气以及二氧化碳等。
被动运输是指溶质顺着电化学梯度（驱动转运的浓度梯度和膜电位梯度的合力）或浓度梯度，在膜转运蛋白的协助下的跨转运方式，又叫协助扩散，不消耗能量。
进行被动运输的有两类蛋白，分别是载体蛋白与通道蛋白。
载体蛋白是指结合底物以后，自身构象发生改变。
通道蛋白是指形成亲水性通道，只允许某种分子通过。
转运速率上，载体蛋白比通道蛋白慢。
通道蛋白又可以分为离子通道，孔蛋白通道（主要位于部分细菌得膜上，线粒体以及叶绿体外膜上存在较多的孔蛋白）以及水孔蛋白通道。
离子通道分为三种类型：电压门通道，配体门通道以及应力激活通道。
生物体内的某些生理现象多数不是由单一方式进行的，如含羞草。
当含羞草受到刺激，感知触碰的细胞的应力激活离子通道开启，导致自身的膜电位改变，产生的膜电位又让电压门控离子通道开启，产生电信号，传递到叶子基部的特化细胞，引发细胞试水，最后引起植物“害羞”。
葡萄糖进入红细胞以及通过血脑屏障的转运方式是被动运输，GLUT1是主要转运蛋白，其工作机理是GLUT1构象发生改变，其转运方向取决于葡萄糖的浓度梯度。
水孔蛋白（AQP）具有高度特异性，只允许水分子进行跨膜转运。
，每一个AQP由四个相同的亚基组成四聚体，每个亚基的中心有一个水通道，每个亚基由3对同源的跨膜α-螺旋组成，亚基中央的孔径无法通过比水分子大的物质，水孔中心有2个天冬酰胺，两个天冬酰胺残基在水分子转运过程中发挥了关键的特异性作用。
水孔蛋白与多种重要的生理功能包括病理过程相关，在植物的逆境应答（如抗旱）中发挥重要作用。
第五章 物质的跨膜运输
特性：不消耗代谢能
顺浓度梯度或电化学梯度
需特异的膜蛋白协助
膜蛋白：载体蛋白、通道蛋白
载体蛋白及其功能
载体蛋白（carrier proteins）：细胞膜上的跨 膜蛋白
特点：载体蛋白具有高度的特异性 ； 介导被动运输与主动运输。
转运机制：与特定的离子和分子结合，然后通 过自身的构型变化或移动完成物质运输。
由ATP直接提供能量 由ATP间接提供能量 光能驱动
由ATP直接提供能量的主动运输
ATP驱动泵： P-型离子泵、 V-型质子泵、 F-型质子泵(H+-ATP酶) ABC超家族
P-型离子泵
钠钾泵 （Na+-K +-ATP酶） （结构 与机制）
钙泵（Ca2+-ATP酶）
Na+-K +-梯度的意义
维持细胞正常的生命活动 神经冲动的传播 维持细胞的渗透平衡 恒定细胞的体积
概念：通过简单扩散或协助扩散实现物质由 高浓度向低浓度方向的跨膜转运 特点：顺浓度梯度；不消耗细胞代谢能 类型：简单扩散（simple diffusion）、
协助扩散（facilitated diffusion）
简单扩散
简单扩散：小分子的热运动使其从浓度高的一侧通过膜扩 散到浓度低的一侧。
特点：不需要膜蛋白的帮助，也不消耗细胞代谢能，而只 靠膜两侧保持一定的浓度差，通过扩散发生的物质运输。
膜流
质膜与内膜系统间及内膜系统各部分间膜 的交换和转移 动态过程对质膜更新和维持细胞的生存与 生长是必要的
水通道蛋白(aquaporin)
● 大多数水是直接通过脂双层进入细胞的，也有些水是
通过水通道蛋白进行扩散的。动物和植物细胞中已经 发现10种不同的水通道蛋白。水通道蛋白 AQP1是人 的红细胞膜的一种主要蛋白。它能够让水自由通过(不 必结合)，但是不允许离子或是其他的小分子(包括蛋 白质)通过
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1、若使某细胞仅具有单纯扩散的运输方式，则处理该细胞的物质最可能是()
A．淀粉酶B．蛋白酶
C．细胞分裂素D．生长素
2、若对离体的小肠上皮细胞施用某种毒素，可使该细胞对Ca2＋吸收量明显减少，但其对K ＋、C6H12O6等的吸收则不受影响，则这种毒素的作用对象最可能是()
A．呼吸酶B．细胞膜中的磷脂分子
C．Ca2＋载体D．ATP水解酶
3、将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是()
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
4、下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。
根据判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为()
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．被动运输
5、某同学用30%的蔗糖溶液来处理某生物细胞，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象，试分析该同学所使用的实验材料可能是()
①根尖分生区细胞②植物细胞③死细胞④去除了细胞壁的植物细胞
A．②④B．①②④
C．②③④D．①②③④
6、
下图表示细胞膜的结7、构和物质进出细胞的方式，下列说法不正确的是（）
A．在图①a～e过程中，代表细胞分泌Na+ 过程的是e
B．在图①所示的结构中，主要由A物质决定着不同生物膜的功能差异
C．与图②中曲线Ⅰ相符的过程是图①中的过程d
D．在图①所示的结构中，A和B物质大都不是静止的
8、下列细胞能成功用于做质壁分离实验的材料的是
A．人的口腔上皮细胞 B．洋葱根尖分生区细胞
C．叶的下表皮细胞 D．用开水煮过的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞
9、下列不属于成熟植物细胞发生质壁分离原因的是
A．外界溶液浓度大于细胞液浓度
B．细胞壁和原生质层的伸缩性不同
C．细胞壁和原生质层都有选择透过性
D．水分子从低浓度溶液向高浓度溶液一侧扩散
10、下列物质在顺浓度梯度进出细胞膜时，既不需要戴体也不需要消耗细胞能量的一组物质是
①CO2②K+③葡萄糖④甘油⑤氨基酸⑥O2 ⑦蛋白质
A．①⑥⑦B．②③⑦C。
③④⑤D．①④⑥
11、如图甲表示某细胞膜结构，图中A、B、C表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。
图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答。
（1）A代表_______分子；B代表_______；C代表_______。
（2）在a～d的四种过程中，代表被动转运的是_______。
（3）可能代表氧气转运过程的是图中编号_______；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号_______。
（4）Mg2+若通过该膜的运输方式是______，与此相关的细胞器是_______。
（5）b、c运输方式符合图_______所表示的物质运输曲线。
a～d中运输方式符合图丙的是_______。
（6）人体血液中的吞噬细胞能够将侵入人体内的病菌吞噬。
这体现了B具有的结构特点。
（7）污水处理过程中可以利用细胞膜的特点，将金属离子和水分开。